(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体とその本体の左右に設けられる分割体とに分割されるベッドと、
そのベッドの四隅で、かつ前記分割体の上面にそれぞれ配置されるコラムと、
それらコラムの上部に設けられるクラウンと、
前記分割体、コラムおよびクラウンを貫通し、それらを上下方向に締め付けるタイロッドと、
前記本体と分割体を一体に結合する結合部材とを備えており、
前記ベッドに、本体と各分割体との間でプレス荷重を伝播させる伝播機構が設けられており、
各伝播機構が、前記分割体に設けられると共に、上向きの支持面を有する段状の支持部と、前記本体に設けられると共に、前記支持面に載置される被支持面を有する段状の被支持部とを備えており、
前記本体に、被支持面の先端から上面まで延びる被支持部垂面が形成されており、
前記分割体に、支持面の基端から上面まで延びる垂面が形成されており、
前記被支持面が、前記本体の高さ方向における中央より下に設けられている、プレス機械のフレーム。
【請求項２】
本体とその本体の左右に設けられる分割体とに分割されるベッドと、
そのベッドの四隅で、かつ前記分割体の上面にそれぞれ配置されるコラムと、
それらコラムの上部に設けられるクラウンと、
前記分割体、コラムおよびクラウンを貫通し、それらを上下方向に締め付けるタイロッドと、
前記本体と分割体を一体に結合する結合部材とを備えており、
前記ベッドに、本体と各分割体との間でプレス荷重を伝播させる伝播機構およびその伝播機構の上方に配置される第２の伝播機構が設けられており、
それらの伝播機構が、前記分割体に設けられると共に、上向きの支持面を有する段状の支持部と、前記本体に設けられると共に、前記支持面に載置される被支持面を有する段状の被支持部とをそれぞれ備えており、
下方の伝搬機構の被支持面が、前記本体の高さ方向における中央より下に設けられており、
前記本体に、その被支持面の先端から上方に延びる被支持部垂面が形成され、その被支持部垂面の上端から外向きに延びる第２の伝播機構の第２被支持面が形成され、その第２被支持面の先端から本体の上面まで延びる垂面が形成されており、
前記分割体に、その支持面の基端から上方に延びる支持垂面が形成され、その支持垂面の上端から外向きに延びる第２の伝播機構の第２支持面が形成され、その第２支持面の基端から分割体の上面まで延びる垂面が形成されている、プレス機械のフレーム。
【請求項３】
前記第２の伝播機構が前記伝播機構の上方で、かつ、その第２の伝播機構の被支持面が、前記本体の高さ方向における中央あるいはそれより上に設けられている請求項２記載のプレス機械のフレーム。
【請求項４】
前記被支持面が、前記本体の下端近傍に設けられている請求項１、２または３のいずれかに記載のプレス機械のフレーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプレス機械のフレームに関する。さらに詳しくは、分割されたベッドを結合する結合部材を備えたプレス機械のフレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０ａは従来のプレス機械のフレームを示す正面図である。図１０ｂは図１０ａの側面図である。図１０ａに示すフレーム１００はベッド１０１と、そのベッド１０１の上面の四方から上方に延びる４本のコラム１０２と、それらのコラムの上方に配置されるクラウン１０３と、前記ベッド１０１、コラム１０２およびクラウン１０３を貫通するタイロッド１０４とを備えている。そのタイロッド１０４の上下の端部は、クラウン１０３の上面およびベッド１０１の下面からそれぞれ突出し、その突出した部位にそれぞれナット部材１０４ａ、１０４ａが螺合している。そして、それらナット部材１０４ａ、１０４ａを締め付けることにより、前記ベッド１０１、コラム１０２およびクラウン１０３は一体に結合される。
【０００３】
前記ベッド１０１は、横長の直方体であり、長手方向に対し垂直な面により３分割されている。そのベッド１０１は、両端の分割体（レッグ）１０５、１０５と、それら左右両端の分割体１０５の間に配置されて、それら分割体１０５に両側を支持される本体１０６とを備えている（例えば図２参照）。前記左右の分割体１０５、１０５は、それぞれの前後端に隣接する２本のコラム１０２、１０２のそれぞれの下端を支えている。前記分割体１０５はその上端付近に本体１０６側に突出する段部１０５ａを備えている。一方、本体１０６は前記段部１０５ａ、１０５ａに載置されるフランジ部１０６ａを備えている。前記段部１０５ａおよびフランジ部１０６ａはそれぞれベッド１０１の前後方向に延びている。そして前記フランジ部１０６ａが段部１０５ａに載置される位置は本体１０３の高さ方向の中間位置より上方にある。
【０００４】
図１１ａは他のフレームを示す正面図であり、図１１ｂは図１１ａの側面図である。図１１ａに示すフレーム１１０のベッド１１１は、中央の本体１１３と、その本体１１３を真ん中に置いてベッド１１１の前後左右の四隅に設けられ、その形状が略角柱状の４本の分割体１１４とを備えている（例えば図５参照）。図１１ｂに示すように、前記分割体１１４には本体１１３側に突出する段部１１４ａが設けられている。一方、本体１１３には、前記段部１１４ａの上面に載置されるように分割体１１４側に突出するフランジ部１１３ａが設けられている。
【０００５】
また特許文献１にはさらに他のプレス機械のフレーム構造が開示されている。そのフレーム構造ではベッドはベッド本体と分割体に分割される。ベッド本体の上端付近には分割体側に突出する凸部が設けられる。一方、分割体の上端付近には前記凸部に嵌合する凹部が設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３２０５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
プレス機械のベッドはボルスタを介してプレス荷重を受ける。ベッドにはそのプレス荷重によりたわみが生じる。そのたわみは製品の加工精度に影響する。一般に、たわみを少
なくするには、ベッドの剛性を高める必要があるが、剛性を高めるとベッドの重量は増大する傾向にある。またベッドの重量が大きくなると搬送が困難になる。このため、ベッドは分割され、設置場所で組み立てられる。
従来技術および特許文献１のプレス機械のフレーム構造では、ベッドの重量を増加させてその剛性を高めることにより、たわみを少なくしている。しかし搬送や組立てが困難になる。
【０００８】
そこで本発明は、容易に分割し、組み立てることができ、その上で高剛性かつ軽量なプレス機械のフレームを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明のプレス機械のフレームは、本体とその本体の左右に設けられる分割体とに分割されるベッドと、そのベッドの四隅で、かつ前記分割体の上面にそれぞれ配置されるコラムと、それらコラムの上部に設けられるクラウンと、前記分割体、コラムおよびクラウンを貫通し、それらを上下方向に締め付けるタイロッドと、前記本体と分割体を一体に結合する結合部材とを備えており、前記ベッドに、本体と各分割体との間でプレス荷重を伝播させる伝播機構が設けられており、各伝播機構が、前記分割体に設けられると共に、上向きの支持面を有する段状の支持部と、前記本体に設けられると共に、前記支持面に載置される被支持面を有する段状の被支持部とを備えており、前記本体に、被支持面の先端から上面まで延びる被支持部垂面が形成されており、前記分割体に、支持面の基端から上面まで延びる垂面が形成されており、前記被支持面が、前記本体の高さ方向における中央より下に設けられている、ことを特徴としている。
【００１０】
（２）本発明のプレス機械のフレームの他の態様は、本体とその本体の左右に設けられる分割体とに分割されるベッドと、そのベッドの四隅で、かつ前記分割体の上面にそれぞれ配置されるコラムと、それらコラムの上部に設けられるクラウンと、前記分割体、コラムおよびクラウンを貫通し、それらを上下方向に締め付けるタイロッドと、前記本体と分割
体を一体に結合する結合部材とを備えており、前記ベッドに、本体と各分割体との間でプレス荷重を伝播させる伝播機構およびその伝播機構の上方に配置される第２の伝播機構が設けられており、それらの伝播機構が、前記分割体に設けられると共に、上向きの支持面を有する段状の支持部と、前記本体に設けられると共に、前記支持面に載置される被支持面を有する段状の被支持部とをそれぞれ備えており、下方の伝搬機構の被支持面が、前記本体の高さ方向における中央より下に設けられており、前記本体に、その被支持面の先端から上方に延びる被支持部垂面が形成され、その被支持部垂面の上端から外向きに延びる第２の伝播機構の第２被支持面が形成され、その第２被支持面の先端から本体の上面まで延びる垂面が形成されており、前記分割体に、その支持面の基端から上方に延びる支持垂面が形成され、その支持垂面の上端から外向きに延びる第２の伝播機構の第２支持面が形成され、その第２支持面の基端から分割体の上面まで延びる垂面が形成されている、ことを特徴としている。
【００１１】
（３）このようなプレス機械のフレームにおいて、前記第２の伝播機構が前記伝播機構の上方で、かつ、その第２の伝播機構の被支持面が、前記本体の高さ方向における中央あるいはそれより上に設けられているものが好ましい。
（４）さらに、前記被支持面が、前記本体の下端近傍に設けられているものが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
（１）、（２）、（４）本発明のプレス機械のフレームにおいては、ベッドには伝播機構が設けられおり、その伝播機構の被支持面が、前記本体の高さ方向における中央またはそれより下に設けられている。このため、本体の上面から高さ方向に遠い位置で、プレス荷重が本体から被支持面を介して分割体へ伝達される。またプレス荷重に基づくせん断力を受ける面積が大きく、せん断応力が小さくなる。さらに断面二次モーメントが大きいので、ベッドの本体の上面のたわみを小さくすることができる。そしてたわみを少なくする剛性の高い構造であるので、剛性を高めた分だけベッドを軽量化できる。
【００１３】
（２）さらに、伝播機構が上下に二段に設けられているので、プレス荷重が分散して分割体に伝達される。このため、ベッドの本体のたわみを小さくすることができる。そしてたわみを少なくする剛性の高い構造であるので、剛性を高めた分だけベッドを軽量化できる。
（３）さらに、前記第２の伝播機構が前記伝播機構の上方で、かつ、その第２の伝播機構の被支持面が、前記本体の高さ方向における中央あるいはそれより上に設けられている場合は、２つの伝播機構にプレス荷重が分散して伝播されやすい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１ａは本発明のフレームを備えたプレス機械の一実施形態を示す正面図、図１ｂは図１ａのプレス機械の側面図である。
【図２】図２は図１ａおよび図１ｂのプレス機械の分解斜視図である。
【図３】図３ａ、図３ｂおよび図３ｄは本発明にかかわるベッドの本体の上面に仮想的なプレス荷重を加えた際の本体の断面の変形量を有限要素法を用いて数値解析した結果を示す模式図、図３ｃは比較のために用いた本体の変形の数値解析の結果を示す模式図である。
【図４】図４ａは本発明のフレームを備えたプレス機械の他の実施形態を示す正面図、図４ｂは図４ａのプレス機械の側面図である。
【図５】図５は図４ａおよび図４ｂのベッドの分解斜視図である。
【図６】図６ａは本発明のフレームを備えたプレス機械の他の実施形態を示す正面図、図６ｂは図６ａのプレス機械の側面図である。
【図７】図７は図６ａおよび図６ｂのプレス機械のベッドの分解斜視図である。
【図８】図８ａは本発明のフレームを備えたプレス機械の他の実施形態を示す正面図、図８ｂは図８ａのプレス機械の側面図である。
【図９】図９は図８ａおよび図８ｂのプレス機械のベッドの分解斜視図である。
【図１０】図１０ａは従来のプレス機械の一例を示す正面図、図１０ｂは図１０ａのプレス機械の側面図である。
【図１１】図１１ａは従来のプレス機械の他の例を示す正面図、図１１ｂは図１１ａのプレス機械の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
始めに図１を用いて本発明のフレームを用いたプレス機械を説明する。図１ａに示すプレス機械１は、いわゆるストレートサイドタイプのフレーム２を備えている。そのフレーム２は分割することのできるベッド３と、そのベッド３の前後左右４箇所から立ち上がるコラム４と、それらのコラム４の上端に設けられるクラウン５と、前記ベッド３、コラム４およびクラウン５に予圧をかけて、それらを一体に締結するタイロッド６と、分割されたベッド３を結合する結合部材７とを備えている。また前記ベッド３の上面にはボルスタ８（図中の二点鎖線）が設けられている。
【００１７】
前記タイロッド６はコラム４の内部を上下方向に貫通しており、その上下の端部がクラウン５の上面およびベッド３の下面からそれぞれ突出している。それら上下の突出部にナット６ａがそれぞれ螺合され、それらの締結力により前記ベッド３、コラム４およびクラウン５が一体に締結される。また、一旦組み立てたフレーム２は、ベッド３、コラム４、クラウン５およびタイロッド６に分解することができ、それぞれを別個に搬送して、再度組立てることができる。
【００１８】
前記クラウン５の内部にはモータ９、クランク軸１０、クラッチ、ブレーキなどのプレス駆動機構が収納されており、クランク軸１０にコンロッドおよびサスペンションを介してスライド１１が吊られている。そのスライド１１の移動はコラム４によってガイドされる。
【００１９】
図２に示すように、前記ベッド３は、前後方向に平行に延びる二枚の略鉛直面により、本体１３と左右の分割体１４とに三分割されている。そして分割された本体１３と分割体１４とは、分割体１４の側面からタイロッド６を避けて本体１３まで到達するボルト状の結合部材７により一体に結合されている（図１参照）。そのベッド３には、本体１３から分割体１４への荷重を伝播させる伝播機構１２が設けられている。さらに前記分割体１４の上面の前後にはそれぞれコラム４、４の下端が設けられている。前記分割体１４には貫通孔１４ａが形成されている。その貫通孔１４ａにはタイロッド６が通されている。なお二点鎖線に示すように、本体１３の下方の部分を下に延ばし、剛性を向上させてもよい。
【００２０】
図２に示すように、前記伝播機構１２は、分割体１４側面の下部から本体１３側に突出する段状の支持部１５と、その支持部１５により支持されると共に、前記本体１３の側面の上部から分割体１４側に突出する被支持部１６とを備えている。
【００２１】
前記支持部１５はその上端に上向きの支持面１５ａを有している。その支持面１５ａの基端からは、分割体１４の上端まで垂面１５ｂが延びている。これら支持面１５ａと垂面１５ｂは分割体１４の分割面の構成要素である。一方、前記被支持部１６はその下端に前記支持面１５ａと当接する下向きの被支持面１６ａを有している。その被支持面１６ａの先端からは本体１３の上端まで前記分割体１４の垂面１５ｂと接する被支持部垂面１６ｂが延びている。これら被支持面１６ａと被支持部垂面１６ｂは本体１３の分割面の構成要素である。前記被支持面１６ａ（支持面１５ａ）は分割体１４の下端から高さＬ１（図１参照）の位置にある。前記本体１３と分割体１４とは、被支持部１６の被支持部垂面１６ｂと支持部１５の支持垂面１５ｂ同士を当接して結合部材７により、締結している。
【００２２】
図１に示すプレス機械１では、本体１３の下面近くを分割体の支持面１５ａが受けている。このためせん断応力を所定以下にするため、分割体１４をＬ１だけ延ばす必要があり、その分だけベッドを設置するピットを深くしなければばらない。
【００２３】
次に図３を用いて被支持面１６ａの位置を変化させた場合のたわみの変化について説明する。図３ａの上図は、本体１３の下端に設けられた被支持部１６が分割体の支持部１５に支持され、その本体１３の上面にボルスタ８（図１ａ参照）を介してプレス荷重（分布荷重）Ｐが加えられた様子を示す模式図である。下図は、前記プレス荷重Ｐを加えた際の本体１３の変形量を有限要素法で解析した結果を示す模式図である。なお前記下図は本体１３の被支持部１６、１６を含む断面形状であり、その断面を複数の解析領域に区分し（図の三角形の領域参照）、それら解析領域毎に断面の変形する様子を模式的に表したものである。また図３ｃおよび図３ｄに示す模式図は、前記被支持部１６の被支持面１６ａを図３ａの位置に対して上方に移動させた場合の解析領域毎に断面の変形する様子を示している。図３ｃは被支持部１６が中央より上方にある場合（従来例参照）、図３ｄは被支持部１６がほぼ中央にある場合の解析領域毎に断面の変形する様子を示している。
【００２４】
図に示すように、断面を区分する領域（三角形）が小さくなっている部分は圧縮方向にたわんでおり、拡がっている部分は引張方向にたわんでいる。すなわち前記被支持部１６の近傍には圧縮応力が作用し、被支持部１６から離れたところには引張応力が作用している。
【００２５】
前記本体１３の上面の高さ方向の最大の変位量Ａをモデル解析した。前記被支持部１６
の被支持面１６ａが中央より上方にある場合（図３ｃ参照）のたわみ（符号Ａ３参照）を１００％としたときの、被支持部１６がほぼ中央にある場合（図３ｄ参照）の変位量Ａ４は５６％である。また被支持部１６が本体１３の下端近傍にある場合（図３ａ参照）の変位量（符号Ａ１参照）は４０％である。これら変位量の結果から明らかなように、前記被支持部１６を、本体１３の高さ方向の下方に設けると、変位量を小さくすることができる。さらに、中央またはそれより下であると、一層変位量を小さくすることができる。
【００２６】
このように、本体１３の上面から高さ方向に遠い位置で、プレス荷重が本体１３から被支持面１６ａを介して分割体１４へ伝達される。このためプレス荷重に基づく被支持部１６のせん断力を受ける面積が大きく、せん断応力が小さくなる。また断面二次モーメントが大きいので、ベッド３の本体１３のたわみを小さくすることができる。そしてたわみを少なくする剛性の高い構造であるので、剛性を高めた分だけベッドを軽量化できる。
【００２７】
また分割体１４の支持面１５ａを介して伝達されたプレス荷重は、最終的にはタイロッドの締結部６ａ（図１ａ参照）に伝達され、そのタイロッド６により受け止められる。
【００２８】
図４に本発明のフレームの他の実施形態を示す。図４ａに示すフレーム１７は図１および図２に示すフレーム２とほぼ同様な構成であるので、同様な部分には同じ符号を付して詳しい説明は省略する。前記フレーム１７のベッド１８は中央の本体１９と、その本体１９を真ん中に置いてベッド１８の前後左右の四隅に設けられ、その形状が略角柱状の４つの分割体２０（図５参照）とを備えている。それら分割体２０にはそれぞれタイロッド４が貫通している。その本体１９は角柱状の分割体２０の前後方向の面で当接している。このものの伝播機構１２は本体１９および分割体２０のそれぞれの前後方向の面に設けられている（図４ｂ参照）。そして本体１９と分割体２０とは結合部材７により一体に結合される（図５参照）。なお二点鎖線に示すように、本体１９の下方の部分を下に延ばし、剛性を向上させてもよい。
【００２９】
図６に本発明のフレームの他の実施形態を示す。図６ａおよび図６ｂに示すフレーム２１は図１および図２に示すフレーム２とほぼ同じであるので、同様な構成には同じ符号を付し、その詳しい説明は省略する。前記フレーム２１のベッド２２は本体２３と、分割体２４を備えている。そして本体２３と分割体２４とは伝播機構１２の上方に、第２の伝播機構（第２伝播機構）２５を備えている。図７に示すように、第２伝播機構２５は前記分割体２４に設けられる第２支持部２６と、前記本体２３に設けられる第２被支持部２７とを備えている。前記第２支持部２６は上向きの第２支持面２６ａを有している。一方、前記第２被支持部２７は前記第２支持面２６ａに載置される第２被支持面２７ａを有している。そして前記分割体の第２支持面２６ａは、本体２３の高さ方向における中央より上方にある。
【００３０】
図３ｂに戻って、フレーム２１ではベッド２２の本体２３のたわみＡ２は、図３ｃのたわみＡ３を１００％とすると、５３％となる。第２伝播機構２５を設けることにより、プレス荷重が伝播される部位を上下に分散して配置することができる。図３ｂに示すように、被支持部１６、第２被支持部２７の近傍で、断面を区分する領域（三角形）が小さくなっている。このように圧縮応力が上下に分散して作用している。このため本体２３の上面のたわみを小さくすることができる。このためベッドを軽量にすることができる。一方、分割体２４は本体２３を上下で支持しているので、伝播される荷重も小さくできるので、支持部１５および第２支持部２６のせん断応力を小さくできる。このため図１のフレーム２のベッド３のように被支持部１６までの距離Ｌ１を大きくする必要がない。また別個の伝播機構を設けて、三段以上で本体２３を支持することもできる。
【００３１】
図８に本発明のフレームの他の実施形態を示す。図８に示すフレーム２８は図４および
図５のフレーム１７（参照）とほぼ同じであるので、同様な構成には同じ符号を付し、その詳しい説明は省略する。前記フレーム２８のベッド２９は中央の本体３０と、その本体２８を真ん中に置いてベッド２９の前後左右の四隅に立設され、その形状が略角柱状の４つの分割体３１とを備えている（図９参照）。それら分割体３１にはそれぞれタイロッド６が貫通している。その本体３０は図８ｂに示すように角柱状の分割体３１の前後方向の面で当接している。このものは前後方向の面側に第２伝播機構２５を備えている。そしてそれらは結合部材７により一体に結合される（図９参照）。
【００３２】
図８ｂに示すように、前記クラウン５は前述したベッド３と同じように、クラウン本体３２と、そのクラウン本体３２の四隅に配置されるクラウン分割体３３とに分割自在である。また、それら４つのクラウン分割体３３の下面にはそれぞれコラム４が取付けられる。
【符号の説明】
【００３３】
１  プレス機械
２  フレーム
３  ベッド
４  コラム
５  クラウン
６  タイロッド
６ａ  締結部
７  結合部材
８  ボルスタ
９  モータ
１０  クランク軸
１１  スライド
１２  伝播機構
１３  本体
１４  分割体
１４ａ  貫通孔
１５  支持部
１５ａ  支持面
１５ｂ  垂面
１６  被支持部
１６ａ  被支持面
１６ｂ  被支持部垂面
１７  フレーム
１８  ベッド
１９  本体
２０  分割体
２１  フレーム
２２  ベッド
２３  本体
２４  分割体
２５  第２伝播機構
２６  第２支持部
２７  第２被支持部
２８  フレーム
２９  ベッド
３０  本体
３１  分割体
３２  クラウン本体
３３  クラウン分割体
Ｌ１  突出量
Ｌ２  突出量
Ａ１  たわみ
Ａ２  たわみ
Ａ３  たわみ
Ａ４  たわみ
【図１】
0005832273.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0005832273.tif 000012